Каков будет электродный потенциал металла (/me emen), находящегося в растворах солей, содержащих собственные ионы, при изменении концентрации ионов металла [men+] в растворе соли в 10 раз? Металл: Cr, раствор соли: Cr2(SO4)2, концентрация ионов металла [men+], моль/л.
Александра
Для решения этой задачи, нам необходимо знать значения электродного потенциала \(\text{E}^\circ\) металла Cr и использовать уравнение Нернста:
\[\text{E} = \text{E}^\circ - \frac{{0.0592}}{{n}}\log{Q}\]
Где:
- \(\text{E}\) - электродный потенциал металла в растворе солей
- \(\text{E}^\circ\) - стандартный электродный потенциал металла Cr
- \(n\) - количество электронов, участвующих в реакции
- \(Q\) - отношение активностей продуктов и реагентов
Для металла Cr, стандартный электродный потенциал \(\text{E}^\circ\) равен \(0.74 \, \text{В}\) (для полуэлемента \(\text{Cr}^{3+}|\text{Cr}\)).
Из уравнения Нернста мы видим, что изменение концентрации ионов металла в растворе соли в 10 раз будет влиять на электродный потенциал металла. Чтобы решить эту задачу, мы должны выразить изменение величины \(Q\) и использовать ее для нахождения изменения электродного потенциала.
Рассмотрим реакцию окисления металла Cr в растворе соли (\(\text{Cr}^{3+} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Cr}\)). Поскольку одна молекула Cr реагирует с 3 электронами, \(n = 3\).
Изменение концентрации ионов металла в растворе соли в 10 раз означает, что концентрация \(\text{Cr}^{3+}\) увеличится в 10 раз.
Поскольку значения активностей неизвестны, мы можем использовать концентрации вместо активностей. В этом случае, \(Q\) будет равно отношению концентраций продуктов и реагентов.
Исходя из реакции окисления \(\text{Cr}^{3+} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Cr}\), концентрация ионов металла Cr увеличивается в 10 раз, а концентрация электронов остается неизменной.
Теперь мы можем записать \(Q\) для данной задачи:
\[Q = \frac{{[\text{Cr}]}}{{[\text{Cr}^{3+}]}} = \frac{{[\text{Cr}]}}{{10[\text{Cr}]}} = \frac{1}{10}\]
Подставляя величину \(Q\) в уравнение Нернста, мы можем выразить изменение в электродном потенциале металла:
\[\Delta \text{E} = \text{E} - \text{E}^\circ = - \frac{{0.0592}}{{n}}\log{\left(\frac{1}{10}\right)}\]
Подставляя значения в данное уравнение (\(\text{E}^\circ = 0.74 \, \text{В}\) и \(n = 3\)), мы можем вычислить изменение в электродном потенциале металла Cr.
Пожалуйста, расчет будет следующим образом:
\[\Delta \text{E} = - \frac{{0.0592}}{{3}}\log{\left(\frac{1}{10}\right)}\]
\[\text{E} = \text{E}^\circ - \frac{{0.0592}}{{n}}\log{Q}\]
Где:
- \(\text{E}\) - электродный потенциал металла в растворе солей
- \(\text{E}^\circ\) - стандартный электродный потенциал металла Cr
- \(n\) - количество электронов, участвующих в реакции
- \(Q\) - отношение активностей продуктов и реагентов
Для металла Cr, стандартный электродный потенциал \(\text{E}^\circ\) равен \(0.74 \, \text{В}\) (для полуэлемента \(\text{Cr}^{3+}|\text{Cr}\)).
Из уравнения Нернста мы видим, что изменение концентрации ионов металла в растворе соли в 10 раз будет влиять на электродный потенциал металла. Чтобы решить эту задачу, мы должны выразить изменение величины \(Q\) и использовать ее для нахождения изменения электродного потенциала.
Рассмотрим реакцию окисления металла Cr в растворе соли (\(\text{Cr}^{3+} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Cr}\)). Поскольку одна молекула Cr реагирует с 3 электронами, \(n = 3\).
Изменение концентрации ионов металла в растворе соли в 10 раз означает, что концентрация \(\text{Cr}^{3+}\) увеличится в 10 раз.
Поскольку значения активностей неизвестны, мы можем использовать концентрации вместо активностей. В этом случае, \(Q\) будет равно отношению концентраций продуктов и реагентов.
Исходя из реакции окисления \(\text{Cr}^{3+} + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Cr}\), концентрация ионов металла Cr увеличивается в 10 раз, а концентрация электронов остается неизменной.
Теперь мы можем записать \(Q\) для данной задачи:
\[Q = \frac{{[\text{Cr}]}}{{[\text{Cr}^{3+}]}} = \frac{{[\text{Cr}]}}{{10[\text{Cr}]}} = \frac{1}{10}\]
Подставляя величину \(Q\) в уравнение Нернста, мы можем выразить изменение в электродном потенциале металла:
\[\Delta \text{E} = \text{E} - \text{E}^\circ = - \frac{{0.0592}}{{n}}\log{\left(\frac{1}{10}\right)}\]
Подставляя значения в данное уравнение (\(\text{E}^\circ = 0.74 \, \text{В}\) и \(n = 3\)), мы можем вычислить изменение в электродном потенциале металла Cr.
Пожалуйста, расчет будет следующим образом:
\[\Delta \text{E} = - \frac{{0.0592}}{{3}}\log{\left(\frac{1}{10}\right)}\]
Знаешь ответ?